東亞建設工業株式會社(總公司:東京都新宿區,代表取締役社長:早川 毅)、青木あすなろ建設株式會社(總公司:東京都港區,代表取締役社長:望月 尚幸)、株式會社名構設計(總公司:愛知縣名古屋市,代表取締役:大谷 智德)等三家公司,共同開發了全新的制震斜撐「折返式板片式挫屈抑制斜撐(FP-BRB ※註冊商標第6679723號)」(以下稱「本斜撐」)。本斜撐僅由鋼材構成,無需特殊加工或焊接方法即可製造。

此外,本斜撐已取得日本ERI株式會社的結構性能評估(ERI-K25001)。(專利申請中)

開發背景

主要數據 — KEY FIGURES

6679723登録商標番号
※登録商標第6679723号

在物流倉庫的建設中,採用斜撐的剛構結構(※1)是最能降低成本的結構形式,因此,作為制震斜撐,多採用在壓縮和拉伸時都具有穩定性能的挫屈抑制斜撐(※2)(圖1)。

圖1 斜撐剛構結構概要

※1

在由柱子和梁構成的框架結構(剛構結構)之外,加入斜向構件(斜撐)以確保建築物強度的結構。

※2

鋼材斜撐雖然對拉伸變形有較強的抵抗力,但對壓縮變形較弱,達到極限時會急劇彎曲(挫屈)。挫屈抑制斜撐對拉伸變形有較強的抵抗力,在承受壓縮變形時,其挫屈會被鋼管等挫屈抑制材所約束,從而發揮與拉伸變形同等的性能。

挫屈抑制斜撐在芯材、約束材的形狀、材質、製法等方面已有各種種類實現實用化,但在建築資材價格持續上漲的背景下,為了進一步降低成本,我們著手開發了新的制震斜撐。

本斜撐概要

「折返式板片式挫屈抑制斜撐(Folded Plate Buckling Restrained Brace(FP-BRB))」是一種新型制震斜撐,它利用一種折返機構(圖2),將並列配置的多個鋼板以一筆畫的方式在端部互相連接,形成串聯接合。這種機構能使作為壓縮材的鋼板試圖挫屈的力量,被相鄰的鋼板(拉伸材)所推回的力所約束,從而產生「挫屈抑制效果」。

圖2 阻尼器部分折返機構概要

本斜撐僅由鋼材構成,無需特殊加工或焊接。因此,鋼鐵結構製造商(鋼鐵結構製造公司)即可生產,與同等性能的傳統挫屈抑制斜撐相比,可降低成本。

本斜撐特點

1 由吸收鋼材塑性變形能量的阻尼器部分和支撐材構成,可透過一般的螺栓接合與主結構連接(圖3)。

圖3 折返式板片式挫屈抑制斜撐整體透視圖

照片1 斜撐試驗體外觀

2 阻尼器部分由斷面不同的9片鋼板(芯板1片、中板6片、外板2片)以一筆畫的方式折返,並與鋼板兩端部的板片交錯接合(圖4)。

圖4 阻尼器部分詳細透視圖

照片2 斜撐試驗體中的阻尼器部分

3 透過適當管理鋼板間的間隙並將其重疊,可以約束承受壓縮力的鋼板的挫屈(圖5)。

圖5 應力傳達及挫屈抑制效果概念圖

4 可透過調整阻尼器部分的斷面積和長度(折返位置)來自由調整耐力和剛性。

5 所有構成構件均為鋼材(板材),無需特殊加工或焊接即可製造。

6 即使在超過設計預期的變形下,也具有不會發生急劇耐力下降的失效安全機制。

未來展望

本斜撐不僅適用於物流倉庫,也可應用於商業設施和辦公大樓等,可對應各種用途。

今後,我們將致力於推動本斜撐在實際建築物上的應用,並朝向廣泛建築物的活用目標邁進,同時透過技術的精進,為物流倉庫的耐震、制震對策普及以及透過降低建設成本來提升業務持續性做出貢獻。

相關資訊

折返式板片式挫屈抑制斜撐(FP-BRB®)(本公司網站「技術與服務」>建築技術一覽)

FACT BOX · 重點整理

  • 來源:PR TIMES
  • 分類:技術開発
  • 相關組織:東亜建設工業株式会社 / 株式会社名構設計 / 日本ERI株式会社